DE760193C

DE760193C - Verfahren zur Herstellung von aus Stahl und Leichtmetall zusammengesetzten Koerpern

Info

Publication number: DE760193C
Application number: DEB189757D
Authority: DE
Inventors: Joseph Hopf
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1940-02-06
Filing date: 1940-02-06
Publication date: 1953-06-15

Description

Verfahren zur Herstellung von aus Stahl und Leichtmetall zusammengesetzten Körpern Infolge seiner guten Wärmeleitfähigkeit sowie des geringen spezifischen Gewichtes. wegen ist man insbesondere bei den heutigen Brennkraftrnas,chinen dazu übergegangen, möglichst viele ihrer Einzelteile aus, Leichtmetall, herzustellen. Dabei, ergibt sich, die Notwendigkeit, Stellen, an. denen Beanspruchungen vorliegen, denen dass Leichtmetall, nicht genügt, mit MetaLlen größerer Festigkeit oder Härte zu bekleiden. Das ist beispielsweise bei. denVentilsitzen oder den; Zylinderlaufflächen der Fall. Zum Herstellen solcher aus, Stahl und Leichtmetall zusammengesetzten Körper geht man dabei bekann'terweise so vor, dtß in den aus Leichtmetall bestehenden, äußeren Zylinderkörper Ventilsitzringe bz.w. Laufbüchsen aus Stahl oder Gußeisen eingesetzt werden. Diese Maßnahmen schließenr aber in, sofern; Schwierigkeiten ein, als, zur Erzielung eines guten, ununterbrochenen Wärme abflus:ses vom Stahl zum Leichtmetall eine innige Berührung zwischen beiden Körpern an deren ganzen Oberfläche gefordert werden muß. Es ist daher notwendig, die Teile vor dem Zusammenfügen durch. Aufschrumpfen- äußerst genau zu bearbeiten, was naturgemäß kostspielig ist. Außerdem kommt es: vor, daß sich die Zylinderbohrung bei dem Aufschirumpfvorgang verzieht und dann eine zusätzliche \achbearbei.tung erforderlich macht, abgesehen davon, daß beim Schrumpfen Spannungen entstehen können., die: sich bei Erwärmung des Zylinders im Betrieb ausgleichen und ein Unrundwerden derselben bewirken.
Man hat daher ferner vorgeschlagen, die Zvlinderlaufbüchse aus Stahl oder Gußeisen einzuformen und mit dem den äußeren Zylinderkörper bildenden Leichtmetall zu umgieß-,n. Dabei kann die Laufbüchse auf ihrem Außenmantel Rippen od. dgl. aufweisen, die eine bessere Haftung und Wärmeleitung bewerkstelligen sollen. Um eine Oxydation bz-%v. Rostbildung an. der Büchsenoberfläche selbst zu verhindern, wird diese auf galvanischem Wege mit einer Schutzschicht, beispielsweise aus Kupfer, versehen. Auch ist es bekannt, ein: Oxydationsschutzschicht aus Zinn aufzubringen.
Diese Schutzschichten sind aber verhältnismäßig sehr dünn, so daß beim Umgießen d:s Zylinders das flüssige Leichtmetall die ersteren ganz oder teilweise auflöst und damit die für einen guten Wärmeübergang erforderliche innige Verbindung in Frage gestellt wird.
L m diese Mängel zu beseitigen, wird nach der Erfindung so verfahren., daß der mit Leichtmetall zu umgel::nde Stahlkörper zunächst auf seiner aufgerauhten Verbindungsfläche durch Aufspritzen mit einer dünnen Leichtmetallschicht überzogen und danach in der Fo@rin mit dem Leichtmetall umgossen wird, so daß sich das aufgegossene Leichtmetall innig mit der aufgespritzten Metallschicht verbindet.
Das neue Verfahren eignet sich insbesolidere zur Herstellung von aus Stahl und Leichtmetall zuammen:gesetzten Motorzylindern. In. der Zeichnung ist ein solcher als Beispiel für die Anwendung des Verfahrens dargestellt.
Die Lauffläche des Zylinders wird von einer Grauguß- oder Stahlbfichse i gebildet, die auf ihrer Oberfläche zweckmäßigerweise: mit all sich bekannten, wellenförmigen Ringen 2 versehen sein kann. Zunächst wird dann beispielsweise mittels eines Sandstrahlgebläses die Oberfläche der Laufbüchse i aufgerauht und danach eine dünne Leichtmetallschicht 3 nach dem Spritzverfahren aufgetragen. Die so vorbehandelte Büchse i kommt in die Gußform für den Leichtmetallzylinder -. und wird darin mit dem Leichtmetall umgossen. Dabei tritt zwischen: dem aufgegossenen und dem aufgespritzten Leichtmetall eine innige Verbindung ein, da infolge der glei;:hen Schmelztemperatur beider Auftragsmetalle beim Eingießen des Leichtmetalls die äußere Zone der aufgespritzten Schicht 3 mit in Schmelze kommt und damit mit dem Aufgußmetall verschweißt. Da andererseits das aufgespritzte Leichtmetall tief und fest in den Poren der Stahlbüchse i haftet, wird also auf diese Weise eine denkbar innige Verbindung zwischen der inneren Stahlbüchse i und dem äußeren Leichtmetallzylinder 4 hergestellt und die besten Voraussetzungen für eiti, n un.ttnterbrochenen Wärmefluß geschaffen.
Das Verfahren ist nicht auf das Anwendungsbeispiel beschränkt. vielmehr kann es überall da angewandt werden, wo eine innige Verbindung zwischen einem Stahl- oder Gußeisenkörper und Leichtmetall erstrebt «wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Herstellen von aus Stahl und Leichtmetall zusammengesetzten Körpern. insbesondere Motorzylindern. dadurch gekennzeichnet; daß der Stahlkörper zunächst an seiner aufgerariliten, evtl. gewellten Oberfläche durch Aufspritzen mit einer dünnten Leichtmetallschicht überzogen und danach in der Form mit dem Leichtmetall umgossen wird, so daß das aufgegossene Metall sich innig mit der aufgespritzten Metallschicht verbindet. Zur Abgrenzung des. Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften N r. 331 379, 356074, 368177, 407 728, 474936, 481 363# 533 734; USA.-Patentschriften -N r. 1 314 352, 1 437 904 1 528 947; L 1 i c k R. E v a n s : »Korrosion. Passivität und Oberflächenschutz voll Metallen«, Deutsch von E. Pietsch. Berlin 1939 bei Tulius Springer, S.568.